ĐỀ CƯƠNG bài GIẢNG sử DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM và HIỆU QUẢ

Sở dĩ như vậy là do nhân loại đang đứng trước hàng loạt nguy cơ mà nguyên nhân của nó chính là vấn đề khai thác, sử dụng năng lượng: những nguồn năng lượng truyền thống năng lượng hoá th

Vì chất lượng nguồn nhân lực Cao su Việt Nam

Lời nói đầu

Các nguồn năng lượng trên thế giới hiện nay chủ yếu được khai thác từ năng lượng truyền thống (năng lượng hoá thạch như dầu mỏ, than đá, khí đốt ) sẽ cạn kiệt trong một tương lai không xa Bên cạnh đó, chất thải trong quá trình sử dụng năng lượng là tác nhân gây ra các vấn đề về môi trường cũng như sự ấm lên toàn cầu của khí hậu trái đất Do vậy,

sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là vấn đề hết sức cấp bách trong giai đoạn hiện nay góp phần làm bình ổn thị trường năng lượng thế giới nói chung, góp phần đẩy mạnh

sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nói riêng, và cải thiện môi trường sống

mà con người phải trực tiếp gánh chịu

Đề cương bài giảng SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ này được biên soạn để làm tài liệu chính thức dùng cho học sinh trường Cao đẳng Công nghiệp Cao su Đề cương bài giảng này dựa trên cơ sở Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả (đã được kỳ họp thứ 7, Quốc hội khóa XII thông qua ngày 17/06/2010, và đã được Văn phòng Chủ tịch nước đã tổ chức họp báo công bố Lệnh của Chủ tịch nước về việc công bố Luật ngày 9/7/2010, đầu năm 2011 đã được ban hành) Đề cương còn dựa trên các nội dung chính của các giáo trình trước đây do các đồng chí Nguyễn Trọng Phượng; Nguyễn văn Tuyên biên soạn và các cuốn sách, bài báo của J Priest, Raven, Berg, Johnson, Wanyue Wang, Yunshan Han, Grant D Jacobsen, Matthew J Kotchen, Qing Ye, Zengjun Yang, Per Ljung viết

Nhân đây chúng tôi cũng xin phép các tác giả - những người đã biên soạn các cuốn sách mà tôi dùng làm tài liệu tham khảo cho phép tôi sử dụng trong công tác giảng dạy và tài liệu tham khảo

Tuy đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi một số thiếu sót, rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của quý thầy cô giáo và các học sinh để Đề cương bài giảng ngày càng được hoàn thiện hơn

THS VŨ PHẠM LAN ANH

MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

Mục lục 2

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 8

1.1 Giới thiệu môn học 8

1.1.1 Sự cần thiết của môn học 8

1.1.2 Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 8

1.2 Khái niệm SDNL TK&HQ 8

1.2.1 Khái niệm sử dụng năng lượng tiết kiệm 8

1.2.2 Khái niệm sử dụng năng lượng hiệu quả 9

1.2.3 Khái niệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 9

1.3 Vai trò của việc SDNL TK&HQ đối với đời sống của con người 9

1.3.1 Sự cần thiết phải SDNL TK&HQ 9

1.3.2 Vai trò của việc SDNL TK&HQ đối với đời sống của con người 9

1.4 Ý nghĩa và tầm quan trọng của việc SDNL TK&HQ 10

1.4.1 Tầm quan trọng của việc SDNL TK&HQ 10

1.4.2 Ý nghĩa của việc SDNL TK&HQ 10

CÂU HỎI ÔN TẬP KẾT THÚC CHƯƠNG I 11

CHƯƠNG II: NĂNG LƯỢNG 11

2.1 Khái niệm năng lượng 11

2.1.1 Năng lượng 11

2.1.2 Năng lượng sơ cấp 12

2.1.3 Năng lượng thứ cấp 12

2.2 Các loại năng lượng được sử dụng trong sản xuất và đời sống 12

2.2.1 Phân loại theo nguồn gốc vật chất của năng lượng 12

2.2.2 Phân loại theo mức độ ô nhiễm môi trường 26

2.3 Vai trò của năng lượng đối với đời sống con người 27

2.3.1 Vai trò của năng lượng đối với thế giới hiện tại 27

2.3.2 Vai trò của năng lượng đối với Việt Nam 28

2.3.3 Vai trò của việc năng lượng đối với đời sống con người 29

2.4 Tình hình khai thac tài nguyên năng lượng và ảnh hưởng đối với môi trường 29

2.4.1 Tình hình khai thác năng lượng 31

2.4.2 Ảnh hưởng đối với môi trường 33

2.5 Xu hướng sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng hiện nay 34

2.5.1 Xu hướng sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng Việt Nam hiện nay34 2.5.2 Xu hướng sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng trên thế giới hiện nay 35

CÂU HỎI ÔN TẬP KẾT THÚC CHƯƠNG II 37

CHƯƠNG III: CHÍNH SÁCH VỀ SDNL TK&HQ 38

3.1 Những qui định chung 38

3.1.1 Đối tượng và phạm vi 38

3.1.2 Các khái niệm chung 38

3.1.3 Các nguyên tắc SDNL TK&HQ 40

3.1.4 Chiến lược, qui hoạch, chương trình sử dụng năng lượng 40

3.1.5 Thống kê về sử dụng năng lượng 40

3.1.6 Các hành vi bị cấm 41

3.2 Chính sách của Nhà nước về SDNL TK&HQ 41

3.2.1 Biện pháp 42

3.2.2 Chính sách khuyến khích 42

3.2.3 Chính sách tài chính 42

3.2.4 Chính sách đầu tư 42

3.3 Quản lý việc sử dụng năng lượng của cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm 42

3.3.1 Cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm 42

3.3.2 Trách nhiệm của cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm 42

3.3.3 Kiểm soát năng lượng đối với cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm42 3.3.4 Điều kiện, nhiệm vụ của người quản lý năng lượng tại cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm 42

3.3.5 Trách nhiệm quản lý nhà nước đối với cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm 45

3.4 Quản lý phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng 45

3.4.1 Biện pháp quản lý sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đối với phương tiện, thiết bị 45

3.4.2 Xây dựng, công bố tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng, mức hiệu suất năng lượng tối thiểu 45

3.4.3 Dán nhãn năng lượng 46

3.4.4 Quản lý phương tiện, thiết bị dưới mức hiệu suất năng lượng tối thiểu 46

3.5 Trách nhiệm quản lý nhà nước về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu

quả 46

3.5.1 Trách nhiệm của nhà nước về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 46

3.5.2 Trách nhiệm của Bộ Công Thương về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 47

3.5.3 Trách nhiệm của Ủy ban nhân dân cấp tỉnh về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 47

CÂU HỎI ÔN TẬP KẾT THÚC CHƯƠNG III 47

CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP SDNL TK&HQ 48

4.1 Điện năng và quá trình sản xuất - truyền tải - phân phối điện năng 48

4.1.1 Điện năng 48

4.1.2 Quá trình sản xuất - truyền tải - phân phối điện năng 49

4.2 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất công nghiệp 47 4.2.1 Trách nhiệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của cơ sở sản xuất công nghiệp 50

4.2.2 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong cơ sở sản xuất, chế biến, gia công sản phẩm hàng hoá 51

4.2.3 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong cơ sở chế tạo, sửa chữa phương tiện, thiết bị 51

4.2.4 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong cơ sở khai thác mỏ 52

4.2.5 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong cơ sở sản xuất, cung cấp năng lượng 52

4.2.6 Trách nhiệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong cơ sở

sản xuất tiểu thủ công nghiệp 53

4.3 Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả trong xây dựng, chiếu sáng

công cộng 53

4.3.1 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong hoạt

động xây dựng 53 4.3.2 Trách nhiệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong chiếu

sáng công cộng 53

4.4 Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả trong giao thông vận tải 54

4.4.1 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong hoạt

động giao thông vận tải 54 4.4.2 Trách nhiệm của tổ chức, cá nhân sản xuất, nhập khẩu thiết bị,

phương tiện vận tải 54

4.5 Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp 55

4.5.1 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất

nông nghiệp 55 4.5.2 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong thủy lợi55

4.5.3 Giảm tổn thất điện năng và sử dụng năng lượng tái tạo trong sản

xuất nông nghiệp, nông thôn 55

4.6 Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả trong họat dộng dịch vụ và hộ

gia đình 55

4.6.1 Biện pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong hộ gia

đình 56 4.6.2 Trách nhiệm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong hoạt

động dịch vụ 56

4.7 Biện pháp thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 56

4.7.1 Biện pháp của Nhà nước trong việc thúc đẩy SDNL TK&HQ 56

4.7.2 Biện pháp của các tổ chức trong việc thúc đẩy SDNL TK&HQ 57

4.7.3 Biện pháp của cá nhân trong việc thúc đẩy SDNL TK&HQ 58

CÂU HỎI ÔN TẬP KẾT THÚC CHƯƠNG VI 63

Tài liệu tham khảo 64

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu môn học

Ngày nay, việc khai thác, sử dụng hợp lý các nguồn năng lượng đang trở thành một vấn đề cấp bách mang tính toàn cầu Sở dĩ như vậy là do nhân loại đang đứng trước hàng loạt nguy cơ mà nguyên nhân của nó chính là vấn đề khai thác, sử dụng năng lượng: những nguồn năng lượng truyền thống (năng lượng hoá thạch) đang ngày một cạn kiệt, nạn ô nhiễm môi trường và sự nóng lên của khí hậu trái đất do chất thải trong quá trình sử dụng năng lượng Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề năng lượng đối với sự phát triển bền vững, các quốc gia đã xây dựng cho mình một chương trình phát triển năng lượng mà trọng tâm là hướng đến nguồn năng lượng sạch

và sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả (SDNLTK&HQ)

1.1.1 Sự cần thiết của môn học

Sự thiếu hiểu biết về năng lượng và tầm quan trọng của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của con người là một trong những các nguyên nhân chính gây nên sự cạn kiệt của các nguồn tài nguyên năng lượng và huỷ hoại môi trường sinh thái Do vậy, cần phải giáo dục cho mọi người biết và hiểu về năng lượng, tầm quan trọng của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sự phát triển bền vững

1.1.2 Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là một quá trình hình thành, phát triển ở người học sự hiểu biết, kĩ năng, giá trị và quan tâm tới những vấn

đề về SDNLTK&HQ, tạo điều kiện cho người học tham gia vào phát triển xã hội bền vững về sinh thái

Giáo dục nhằm giúp cho mỗi cá nhân và cộng đồng có sự hiểu biết về năng lượng cùng với các vấn đề của nó; những khái niệm cơ bản về năng lượng và sử dụng tiết kiệm, hiệu quả; những tình cảm, mối quan tâm trong việc cải thiện và sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; những kĩ năng giải quyết cũng như thuyết phục các thành viên cùng tham gia; tinh thần trách nhiệm trước những vấn đề năng lượng và có những hành động thích hợp giải quyết vấn đề

Mục đích của giáo dục SDNLTK&HQ: Làm cho các cá nhân và cộng đồng hiểu được tầm quan trọng của năng lượng và của việc sử dụng tiết kiệm, hiệu quả nguồn năng lượng; đem lại cho người học kiến thức, nhận thức về giá trị, thái độ và kĩ năng thực hành để người học tham gia một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong phòng ngừa và giải quyết các vấn đề năng lượng

1.2 Khái niệm SDNL TK&HQ

1.2.1 Khái niệm về SDNL tiết kiệm:

- Sử dụng năng lượng tiết kiệm: sử dụng hợp lí, giảm hao phí năng lượng trong quá trình sử dụng

1.2.2 Khái niệm về SDNL hiệu quả:

- Sử dụng năng lượng hiệu quả: đảm bảo thực hiện được các hoạt động cần thiết với mức tiêu phí năng lượng thấp nhất

1.2.3 Khái niệm về SDNL TK&HQ:

- Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là sử dụng năng lượng một cách hợp lí, nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng, giảm chi phí năng lượng cho hoạt động của các phương tiện, thiết bị mà vẫn đảm bảo nhu cầu năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt [1]

1.3 Vai trò của việc SDNL TK&HQ đối với đời sống của con người

1.3.1 Sự cần thiết phải SDNL TK&HQ

- Do nguồn năng lượng truyền thống (năng lượng hoá thạch) ngày càng cạn kiệt

- Do ảnh hưởng tiêu cực đối với môi trường của việc sử dụng các nguồn năng lượng phục vụ đời sống con người

- Sức ép dân số và phát triển kinh tế ngày càng gia tăng trong khi các nguồn tài nguyên, nhiên liệu có hạn đang cạn kiệt dần Chúng ta đã sử dụng nhiên liệu hóa thạch gấp 50,000 lần tốc độ chúng đang được tái tạo lại Chắc chắn rằng, chúng sẽ không còn tồn tại nữa trong một tương lai không xa

- Giải quyết vấn đề năng lượng đòi hỏi chúng ta không chỉ ưu tiên cho việc phát triển các nguồn năng lượng thay thế mới mà còn cần chú ý đến khía cạnh bảo tồn

và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng Cả bảo tồn và nâng cao hiệu suất năng lượng đều nhằm một mục đích - tiết kiệm năng lượng

- Tiết kiệm năng lượng sẽ đem lại cho chúng ta những ích lợi đáng kể về kinh tế, giảm thiểu suy thoái do việc khai thác và "để dành" được những tài nguyên quý giá cho mai sau Đó cũng là một thái độ sống có trách nhiệm với cộng động và với thế hệ tương lai

1.3.2 Vai trò của việc SDNL TK&HQ đối với đời sống của con người

- SDNL TK&HQ có vai trò rất lớn đối với cuộc sống con người, nó quyết định sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống con người Ngày nay, có thể thấy rõ các vấn đề khủng hoảng năng lượng thường có tác động rất lớn tới kinh tế và xã hội của các nước trên thế giới Do vậy, nhiều nước đã đưa vấn đề năng lượng thành quốc sách, đặt thành vấn đề “an ninh năng lượng ” đối với sự phát triển quốc gia

- Việc gia tăng khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên năng lượng như hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đã dẫn đến nguồn tài nguyên năng lượng không tái sinh như than, dầu lửa, khí đốt đang bị cạn kiệt

Hình 1.1: Khai thác than lộ thiên tại Tỉnh Quảng Ninh

(http://vnexpress.net/gl/xa-hoi/2008/04/3ba017b1/)

- Dân số toàn cầu hiện nay đã hơn 6 tỷ người Muốn duy trì sự phát triển của xã hội cần khai thác được các nguồn tài nguyên lớn trong đó có tài nguyên năng lượng Cần SDNL TK&HQ để không phụ thuộc vào năng lượng nhập siêu nhằm đẩy mạnh việc phát triển Kinh Tế, An Ninh Quốc Phòng

- Việc khai thác và sử dụng các nguồn nguyên liệu hóa thạch có quy mô càng lớn thì càng ảnh hưởng đến môi trường sinh thái và làm gia tăng hiệu ứng nhà kính là một trong những nguyên nhân chủ yếu tác động đến môi trường, mà môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người Do vậy, việc SDNL TK&HQ

có vai trò vô cùng to lớn [2]

1.4 Ý nghĩa và tầm quan trọng của việc SDNL TK&HQ

1.4.1 Tầm quan trọng của việc SDNL TK&HQ

- Năng lượng là nguồn động lực duy trì sự tồn tại và phát triển của tất cả các ngành kinh tế trong một quốc gia Do đó, năng lượng nói chung và điện năng nói riêng luôn đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống chúng ta và quá trình sản xuất, sự khan hiếm và thiếu hụt năng lượng là một trong những nguyên nhân lớn làm hạn chế việc nâng cao chất lượng cuộc sống và kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội

1.4.2 Ý nghĩa của việc SDNL TK&HQ

- Sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả là một trong các giải pháp thiết thực và tối ưu đối với hoàn cảnh của đất nước ta hiện nay

- Hiện nay việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả chính là sự quan tâm không chỉ của một cá nhân, một tổ chức, một quốc gia mà là của toàn thế giới, vì năng lượng hiện nay do con người tạo ra phần lớn từ nguồn năng lượng hoá thạch của trái đất, những nguồn năng lượng đó không phải là vô tận mà còn gây ra ô nhiễm môi trường rất lớn làm biến đổi khí hậu toàn cầu, ảnh hưởng tới đời sống của hàng triệu con người

CÂU HỎI ÔN TẬP CUỐI CHƯƠNG I:

Câu 1: Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là gì?

Câu 2: Mục đích của việc giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả? Câu 3: Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là gì?

Câu 4: Vì sao phải sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả?

Câu 5: Vai trò của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đối với đời sống

con người?

CHƯƠNG II NĂNG LƯỢNG

2.1 Khái niệm năng lượng

- Hoặc, năng lượng được định nghĩa là năng lực làm vật thể hoạt động Có

nhiều dạng năng lượng như: động năng làm dịch chuyển vật thể, nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của vật thể…

- Hay, năng lượng là dạng vật chất có khả năng sinh công bao gồm nguồn năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và nguồn năng lượng thứ cấp là nhiệt năng, điện năng được sinh ra thông qua quá trình chuyển hoá năng lượng [4]

- Trong thời kỳ sơ khai của loài người, nhiệt sinh ra do đốt than hoặc khí chỉ được sử dụng trực tiếp vào việc sưởi ấm và nấu nướng Sau đó, nhiệt được dùng để chạy máy móc và xe cộ Ngoài ra, nhiệt còn làm chạy tua bin máy phát điện để sản

xuất điện năng Điện năng rất tiện lợi, có thể sử dụng ngay lập tức chỉ bằng việc ấn nút nên việc sử dụng rất rộng rãi

- Trong xã hội văn minh ngày nay, con người không thể sống thiếu năng lượng Nhưng do nguồn năng lượng là hữu hạn nên nhân loại phải sử dụng năng lượng một cách hiệu quả không lãng phí

2.1.2 Năng lƣợng sơ cấp

-Năng lượng sơ cấp: tạm hiểu là nguồn năng lượng "thô" có sẵn ngoài thiên nhiên, muốn sử dụng, cần qua một giai đoạn gọi là chuyển hoá năng lượng để trở thành điện năng, nhiệt năng, công năng

2.1.3 Năng lƣợng thứ cấp

- Năng lượng thứ cấp là những năng lượng được sinh ra trong quá trình chuyển hoá những năng lượng thô như nêu trên

2.2 Các loại năng lƣợng đƣợc sử dụng trong sản xuất và đời sống

- Có nhiều loại năng lượng như năng lượng mặt trời tồn tại ở các dạng chính: bức xạ mặt trời, năng lượng sinh học (sinh khối động thực vật), hay năng lượng chuyển động của khí quyển và thuỷ quyển (gió, sóng, các dòng hải lưu, thuỷ triều, dòng chảy sông ), hoặc năng lượng hoá thạch (than, dầu, khí đốt, đá dầu), còn năng lượng lòng đất gồm nhiệt lòng đất biểu hiện ở các các nguồn địa nhiệt, núi lửa và năng lượng phóng xạ tập trung ở các nguyên tố như U, Th, Po,… Chính vì vậy mà năng lượng được phân thành nhiều loại và ó nhiều cách phân loại năng lượng như: dựa theo nguồn gốc của nhiên liệu, phân loại theo mức độ ô nhiễm, phân loại theo trình tự sử

dụng… Ở tài liệu này, giới thiệu hai cách phân loại chủ yếu: phân loại theo nguồn gốc

vật chất của năng lượng và phân loại theo mức độ ô nhiễm.[5]

2.2.1 Phân loại theo nguồn gốc vật chất của năng lƣợng

- Phân loại theo nguồn gốc vật chất của năng lượng, có thể chia năng lượng

thành hai loại là năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần và năng lượng tái tạo:

- Đây là dạng năng lượng mà nhiên liệu sản sinh ra nó không có khả năng tái sinh và mất đi vĩnh viễn Thành phần chủ yếu của nhóm năng lượng này là các dạng nhiên liệu hoá thạch (than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên) Các loại nhiên liệu này được hình thành thông qua sự hoá thạch của động, thực vật trong một thời gian rất dài, tính tới hàng triệu năm

- Năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần là nguồn cung cấp chủ yếu năng lượng cho các hoạt động sản xuất và đời sống của con người Tính đến những năm đầu thế kỉ XXI, năng lượng hoá thạch cung cấp hơn 85 % tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu, và cung cấp 2/3 nguồn năng lượng tiêu thụ tại Mỹ Tuy nhiên đây cũng

là tác nhân chính làm ô nhiễm môi trường và làm tăng nhiệt độ trái đất Theo thống kê của Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ, việc sử dụng các nguồn nhiên liệu hoá thạch

trong hơn 150 năm qua đã khiến trái đất phải hứng chịu khoảng 245 tỉ tấn cacbon điôxít (các tên gọi khác là anhiđrít cacbonic, khí cacbonic, hay gọi theo công thức hóa học là CO2)

- Việc tái tạo loại nhiên liệu hoá thạch phải mất tới hàng triệu năm, vì vậy đây là nguồn nhiên liệu được coi là không thể phục hồi, đến một ngày nào đó nó sẽ biến mất khỏi trái đất

- Năng lượng thay thế là năng lượng thu được từ những nguồn ngoài 3 dạng nhiên liệu hoá thạch đã đề cập ở trên, đó là: năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sinh khối, năng lượng nước… Những nguồn năng lượng mới, tái sinh và không ô nhiễm, dù hiện tại hiệu suất còn chưa cao nhưng hy vọng rằng, trong tương lai, với những tiến bộ khoa học, chúng sẽ được sử dụng rộng rãi hơn

Hình 2.1: Năng lượng tái tạo ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến

(Tổng hợp nhiều hình từ trang mạng http://www.google.com/ với từ khóa” Năng

Lượng Thay Thế”)

- Năng lượng hạt nhân là năng lượng có được bằng một trong hai cách: Phân rã hạt nhân các nguyên tử, hoặc kết hợp hạt nhân các nguyên tử Việc phân rã hạt nhân, hoặc kết hợp hạt nhân nói trên mang lại một nguồn năng lượng khổng lồ Năng lượng hạt nhân có đặc điểm là một nguồn năng lượng lớn (tính đến năm 2000, Mỹ có

110 nhà máy điện nguyên tử; 70% lượng điện tiêu thụ ở Pháp là từ năng lượng hạt nhân)

- NLHN liên quan đến những thay đổi trong hạt nhân nguyên tử, sự liên kết hay phá vỡ lực hạt nhân giữa các nuclon (proton, neutron) Lực hạt nhân này rất lớn, muốn tách một nuclon ra khỏi hạt nhân phải tiêu tốn một năng lượng lớn gấp 1 triệu lần năng lượng cần thiết để bứt một electron ra khỏi lớp vỏ nguyên tử

- Các phản ứng hạt nhân dựa trên sự khai thác thế năng tiềm tàng trong khối lượng các hạt nhân Có hai phản ứng khác nhau giải phóng ra NLHN: phân hạch và tổng hợp (nhiệt hạch) :

+ Phản ứng phân hạch: Hạt nhân nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân trung bình

+ Phản ứng nhiệt hạch: Các hạt nhân nhẹ kết hợp để tạo nên hạt nhân nặng hơn

- NLHN có nhiều ưu điểm như: là nguồn năng lượng sạch, rẻ và tương đối

an toàn, không phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí Các nước cung cấp Uranium, nhiên liệu cho điện nguyên tử chủ yếu là Canada, Australia đều là những nước có tình hình chính trị ổn định và có thể cung cấp ổn định Hơn nữa, vì Uranium

có thể phát điện chỉ với một lượng rất nhỏ so với dầu nên có ưu điểm là dễ vận chuyển

và bảo quản Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công suất 1000 MW trong vòng một năm thì phải cần tới hơn một triệu tấn dầu, trong khi đó đối với nhiên liệu Uranium thì chỉ cần vài chục tấn Trong các nhà máy điện nguyên tử, khi nạp nhiên liệu vào lò phản ứng là có thể liên tục phát điện trong vòng 1 năm mà không cần phải thay thế nhiên liệu Lượng chất thải phóng xạ phát sinh trong nhà máy điện nguyên tử rất ít so với lượng chất thải công nghiệp thông thường, do vậy có thể quản lý được một cách chặt chẽ, cất giữ và bảo quản an toàn

Hình 2.2: Nhà máy điện hạt nhân Gundremmingen

(http://www.khoahoc.com.vn/doisong/moi-truong/giai-phap/28097_Nha-may-dien-hat-nhan-dau-tien-cua-Viet-Nam-se-do-Nga-xay-dung.aspx)

- Tuy vậy, việc xử lý chất thải hạt nhân và an toàn trong vận hành nhà máy điện nguyên tử vẫn đang là mối quan tâm hàng đầu của nhân loại Việc đổ bỏ an toàn các chất phóng xạ hạt nhân là một trong những vấn đề gay go, các chất phóng xạ mức cao phải được cô lập ở những nơi mà khả năng nó nhiễm ra môi trường là thấp nhất

Vị trí bãi đổ cũng phải ổn định về địa chất và không có hoặc có ít dòng chảy có thể lan truyền chúng

- Ứng dụng phản ứng hạt nhân đã mang lại một nguồn năng lượng to lớn khác cho nhân loại, tuy nhiên, nó không thể là giải pháp tối ưu bởi những hậu quả môi trường có khi dài đến hàng thế kỷ mà nó gây ra

- Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng năng lượng lý tưởng, vô tận và không sản sinh ra chất thải gây ô nhiễm môi trường, sẵn có khắp mọi nơi Năng lượng mặt trời sẽ ngày càng quan trọng trong tương lai Năng lượng khổng lồ của mặt trời được sinh ra từ phản ứng nhiệt hạch trong nhân, ở nhiệt độ lên đến 15 triệu độ Phần lớn năng lượng mặt trời bị phân tán vào vũ trụ, chỉ một phần rất nhỏ của nó đến được trái đất, nhưng "lượng nhỏ" đó cũng đã lên đến 1,73.1014 (10 lũy thừa mũ 14) kW Cường độ bức xạ mặt trời (BXMT) thay đổi theo vĩ độ, mùa, giờ trong ngày và độ mây che phủ Vùng vĩ độ thấp, gần xích đạo, nhận được nhiều bức xạ mặt trời hơn vùng vĩ độ cao, gần hai cực BXMT mùa hè nhiều hơn mùa đông BXMT có cường độ cao vào buổi trưa và thấp hơn vào bình minh hay hoàng hôn do mây hấp thu một ít NLMT, vì vậy làm giảm cường độ bức xạ

Hình 2.3: Biểu đổ năng lượng mặt trời được sử dụng ngày càng phổ biến ở Thái Lan

(http://devi-renewable.com/2011/04/23/thailand-4300mw-nang-luong-tai-tao-nho-bieu-gia-fit/)

- Sử dụng NLMT về lâu dài sẽ kinh tế và sự tiến bộ của KHKT đang ngày càng nâng cao hiệu suất thu thập NLMT NLMT được sử dụng theo 2 hướng chính: sưởi ấm nhà cửa bằng hiệu ứng nhà kính và phát điện NLMT còn là nguồn năng lượng vô hạn và không gây ô nhiễm môi trường

Hình 2.4: Các tấm pin năng lượng mặt trời có trục xoay

(http://www.khoahoc.com.vn/congnghemoi/phat-minh/31006_Nhung-cong-nghe-doc-lam-thay-doi-cuoc-song.aspx)

- Tuy nhiên, hạn chế của nó là sự khó khăn trong thu thập ánh sáng mặt trời vào những ngày thời tiết mây mù, mặt khác, chi phí sản xuất còn khá cao Các công nghệ NLMT hiện nay vẫn chưa phổ biến rộng rãi, phần lớn vì chi phí ban đầu cho việc chuyển hóa năng lượng còn cao và hiệu suất thu thập còn thấp

- Năng lượng dòng nước chảy là năng lượng được sinh ra nhờ sức nước, ví

dụ như để chạy máy phát điện (thế năng của nước ở một độ cao nhất định được giữ lại nhờ đập và chuyển thành động năng khi nước chảy qua rãnh tràn (spill way), làm quay tuabin, phát ra điện, hay các "bánh xe nước" đã được sử dụng cách đây hàng ngàn năm, ngoài ra ở một số nơi, người ta cũng đã lợi dụng sức nước để vận chuyển gỗ xuống hạ lưu

- Hiện nay, thủy điện chiếm 6-7% sản lượng điện trên thế giới Các nước phát triển đã xây dựng đập thủy điện ở hầu hết các vị trí có thể Thụy Sĩ, Nhật, Canada, Pháp tiềm lực thủy năng đã cạn Châu Phi và nam Mỹ có tiềm năng thủy điện lớn nhất nhưng mới chỉ phát triển khoảng 1%

Hình 2.5: Đập thủy điện Hòa Bình – Việt Nam

cư trú của động thực vật, ảnh hưởng đến vẻ đẹp cảnh quan xung quanh

-Môi trường nước và đất dưới đập biến đổi theo hướng xấu đi, mặn hóa, chua hóa tăng Dòng sau đập chỉ còn chảy từ từ, sông không còn lưu thông dễ dàng như trước : độ phì, độ bẩn, kim loại nặng và các chất độc tích tụ, hàm lượng oxy hòa tan giảm, đa dạng sinh học giảm Nếu vỡ đập thì dân cư và tài sản dưới hạ lưu sẽ rất nguy hiểm

Hình 2.6: Mô hình cấu tạo cơ bản của máy phát điện dùng trong các đập thủy điện

(http://www.biofuelswatch.com/hydro-power-generators/)

- Xây dựng đập tốn kém ban đầu nhưng vận hành thì rẻ Đập nước tạo thành các hồ chứa nhân tạo nhưng tuổi thọ của hồ có giới hạn, thường 50-200 năm, do với thời gian, bể chứa phủ đầy phù sa tích tụ cho đến khi nó không thể giữ đủ nước để phát điện Đập giữ phù sa, do đó ngăn trở sự bồi đắp màu mỡ cho các vùng đất nông nghiệp dưới hạ lưu Dần dần, năng suất nông nghiệp ở vùng cửa sông giảm

- Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời

- Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất

từ môi trường tự nhiên

- Đây là một nguồn tài nguyên vô tận Sử dụng năng lượng gió không gây ra các vấn đề môi trường quan trọng do gió là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra chất thải, không sinh ra SO2, CO2 hay những NOx Gió không cần "nguyên liệu", nó gần như vô tận, chỉ phải tốn kém cho việc đầu tư thiết bị ban đầu Vì thế, các công nghệ tiến bộ mới cho thấy năng lượng gió sẽ có thể trở thành nguồn năng lượng quan trọng trong những thập kỷ tới, mặc dù hiện nay, gió chỉ có một vị trí nhỏ trong bức tranh năng lượng

Hình 2.7: Một số loại tua-bin gió được sử dụng hiện nay trên thế giới

(Tổng hợp nhiều hình từ trang mạng http://www.google.com/ với từ khóa” Wind

Turbine”)

- Tuy nhiên, cũng giống năng lượng mặt trời, loại năng lượng này lệ thuộc vào điều kiện thiên nhiên và đòi hỏi một sự đầu tư lớn (chi phí sản xuất điện từ năng lượng gió ngày càng giảm nhờ các tuabin cải tiến)

- Địa nhiệt là dạng năng lượng tự nhiên sản sinh ra từ lòng đất và giải phóng

ra ngoài nhờ hoạt động của các núi lửa, suối nước nóng hay giếng phun Nước được hâm nóng tự nhiên có thể được sử dụng để làm nóng các toà nhà, làm quay tua bin trong nhà máy nhiệt điện Hiện nay có rất nhiều công nghệ được áp dụng cho năng lượng địa nhiệt này để có thể tiết kiệm năng lượng tối đa cho việc khai thác, bơm nhiệt đến nơi tiêu thụ [6]

- Địa nhiệt nói chung là nhiệt bên trong trái đất, có hai nguồn chính:

+ Một là nguồn nhiệt khổng lồ từ nhân nóng chảy, đưa lên bề mặt qua sự phun trào núi lửa Nguồn nhiệt này rất lớn nhưng con người không thể chế ngự được +Hai là nhiệt sinh ra từ sự giải phóng năng lượng của quá trình phân hủy các nguyên tố phóng xạ nằm trong lớp vỏ trái đất Chúng được đưa lên bề mặt thông qua các dòng nước ngầm, suối nước nóng, giếng tự phun dưới dạng nước nóng hoặc hơi

Hình 2.8: Nhà máy điện địa nhiệt Krafla ở Iceland (Ở một số nơi trên trái đất, năng

lượng địa nhệit rất gần với bề mặt)

(http://sgtt.vn/Khoa-giao/66646/Iceland-Nang-luong-nong-duoi-dat-lanh.html)

- Nguồn nhiệt từ các dòng nước phun đã được con người sử dụng cách đây hàng ngàn năm để nấu ăn, sưởi ấm nhà cửa, thậm chí chữa bệnh (do có chứa một số khoáng) Mãi đến khi khoa học kỹ thuật phát triển, nguồn địa nhiệt này mới được ứng dụng để sản xuất điện năng

Bảng 2.1: Công suất các nhà máy địa nhiệt của các nước trên thế giới năm 2007

(http://vi.wikipedia.org/wiki/N%C4%83ng_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_%C4%91%E

1%BB%8Ba_nhi%E1%BB%87t)

USA 2.687 Philippines 1.969 Indonesia 992 Mexico 953 Italia 810,5 Nhật 535,2 New Zealand 471,6 Iceland 421

El Salvado 204

- Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, có khả năng thực hiện và thân thiện với môi trường, các giếng địa nhiệt có khuynh hướng giải phóng khí thải nhà kính bị giữ dưới sâu trong lòng đất có khả năng giúp giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu nếu nó được triển khai rộng rãi

Hình 2.9: Mô hình khai thác năng lượng địa nhiệt từ lòng đất

(http://www.cpc.vn/khcn/detail.aspx?sj=&mt=2654)

- Tuy nhiên, sử dụng năng lượng địa nhiệt có thể mang lại những tác động không tốt cho môi trường: những thành phần hoá học trong hơi nước nóng góp phần làm ô nhiễm không khí, hoặc có thể có những khí độc từ lòng đất

- Đây là dạng tài nguyên hồi phục được nhưng chậm, do quá trình tự nhiên tái tạo chúng cần thời gian dài

- Vì thế, nếu khai thác quá mức có thể dẫn đến không phục hồi được nữa Các dòng nhiệt phân bố không đều, những vùng dòng nhiệt cao thường trẻ về địa chất, đang có hoạt động kiến tạo và núi lửa Người ta phải tìm những nơi có dòng nhiệt tập trung cao bất thường để khai thác có hiệu quả kinh tế

- Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều Hiện nay một số nơi trên thế giới đã triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lượng thuỷ triều

Hình 2.10: Năng lượng thủy triều

(http://www.khoahoc.com.vn/congnghemoi/cong-nghe-moi/31933_Nang-luong-xanh-tu-thuy-trieu.aspx)

- Thủy triều sinh ra do sức hút của mặt trăng, mặt trời lên quả đất, trong đó ảnh hưởng của mặt trăng tới thủy triều lớn hơn.Có hai lần triều cao và thấp trong một ngày (do sự tự quay của trái đất quanh trục của nó) Nước triều cường và triều kiệt xảy

ra theo chu kỳ 14 ngày Thủy triều cực đại (triều cường-khi ảnh hưởng của lực hấp dẫn lớn nhất-lúc đó mặt trăng, mặt trời và trái đất giống như thẳng hàng) xảy ra ngay sau khi trăng tròn và trăng non, có sự chênh lệch lớn giữa độ cao nước dâng và nước

hạ Thủy triều kiệt (khi ảnh hưởng của sức hút thấp nhất-khi đường thẳng nối trái đất

và mặt trăng tạo thành góc 90 độ với đường thẳng nối trái đất và mặt trời)

- Việc chế ngự nguồn năng lượng này đã được chú ý hàng thế kỷ nay Vào thế kỷ 18, nhà máy năng lượng nước vận hành nhờ sự chuyển động lên xuống thủy triều được xây dựng ở Anh Bơm nước cống rãnh dùng năng lượng thủy triều ở Hamburg, Đức mãi đến năm 1880 Còn bơm nước sử dụng NLTT lắp đặt năm 1580 dưới cầu London đã hoạt động suốt 2,5 thế kỷ Những hệ thống này đã dần được thay thế bằng các động cơ tiện lợi và hiệu quả hơn

Hình 2.11: Triều cường và triều xuống ở vịnh Fundy

(http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%A7y_tri%E1%BB%81u)

- Bình thường, sự chênh lệch mực nước giữa triều dâng và triều hạ khoảng 0,5m Tuy nhiên, một số vùng bờ biển với vịnh hẹp có sự chênh lệch rất lớn giữa hai mực nước triều như vịnh Fundy ở Nova Scota (Đông nam Canada), có mức triều lớn nhất thế giới, độ chênh lệch có thể lên đến 16m Bằng cách xây đập bắc ngang qua vịnh, ta có thể điều khiển được nguồn năng lượng này để tạo ra điện năng Khi nước qua các cửa mở của đập, nó chảy trực tiếp vào các cánh tuabin nước và phát ra điện Tại đỉnh điểm thủy triều, cửa đóng và nước được giữ lại trong basin Thủy triều hạ dần, cửa mở ra và nước lại chảy qua các tuabin trở về đại dương, quay tuabin và phát điện Hiện nay, các trạm điện thủy triều đang hoạt động ở Pháp, Nga, Trung Quốc và Canada

- Tuy nhiên, NLTT không phải là một nguồn năng lượng quan trọng trên toàn thế giới, bởi vì chỉ có một số ít các vị trí có mực nước triều dâng cao đủ để việc phát điện mang tính khả thi Nhà máy điện thủy triều đầu tiên được xây dựng ở Pháp nơi sông Rance đổ ra Đại Tây Dương trên vùng biển Brittany Hoàn thành năm 1968,

nó có công suất 240 MW

- Đây cũng là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường

- Vấn đề đặt ra đối với NLTT bao gồm chi phí đầu tư xây dựng nhà máy điện khá cao và tác động của nó đến môi trường Năng lượng thủy triều lớn nhất tập trung ở những vùng cửa sông, bờ biển, nơi các dòng sông gặp thủy triều đại dương Đây lại là nơi có sự hòa trộn giữa nước ngọt và mặn, tạo nên môi trường thủy sinh có

năng suất cao Cá và vô số động vật thân mềm đến đây sinh sản Vì thế, việc xây dựng đập sẽ ảnh hưởng lớn đến sinh thái khu vực

- Năng lượng sinh khối là năng lượng cung cấp từ thực vật và các chất thải của sinh vật bị phân huỷ Nếu được xử lý trong các hầm ủ đặc biệt, từ sinh khối ta có thể lấy ra một loại khí có thể cháy được, gọi là "khí sinh học" hay "biogas", trong đó thành phần chủ yếu là khí metan (CH4) Sinh khối chứa năng lượng hóa học, nguồn năng lượng tử mặt trời tích lũy trong thực vật qua quá trình quang hợp Sinh khối là các phế phẩm từ nông nghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp v v ), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ v.v ), giấy vụn, mêtan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân

từ các trại chăn nuôi gia súc và gia cầm

Hình 2.12: Nhà máy năng lượng sinh khối sẽ được xây dựng bên bờ sông Tees – Anh

Quốc

(www.tinhte.vn/threads/)

(Nhà máy này có thể phục vụ khoảng 50,000 hộ gia đình với nguồn nguyên liệu chính là

vỏ của hạt cọ sau khi được lấy tinh dầu)

- Nhiên liệu sinh khối có thể ở dạng rắn, lỏng, khí được đốt để phóng thích năng lượng Sinh khối, đặc biệt là gỗ, than gỗ (charcoal) cung cấp phần năng lượng đáng kể trên thế giới Ít nhất một nửa dân số thế giới dựa trên nguồn năng lượng chính từ sinh khối Con người đã sử dụng chúng để sưởi ấm và nấu ăn cách đây hàng ngàn năm Hiện nay, gỗ vẫn được sử dụng làm nhiên liệu phổ biến ở các nước đang

- Sinh khối cũng có thể chuyển thành dạng nhiên liệu lỏng như mêtanol, êtanol dùng trong các động cơ đốt trong; hay thành dạng khí sinh học (biogas) ứng dụng cho nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình

- Một phần sinh khối (tổng lượng động thực vật và vi sinh vật trên một đơn

vị diện tích) có thể được sử dụng như nhiên liệu sản sinh ra nhiệt năng Gỗ, cây trồng, phế phẩm nông nghiệp, khoáng vật hay vật phẩm từ động thực vật là những bộ phận của sinh khối Sinh khối trong rác thải có thể được đốt cháy để tạo ra nhiệt năng hoặc phân huỷ thành mêtan, một loại khí tự nhiên (ở Tây Âu có hơn 200 nhà máy đốt rác thải nhằm sản sinh ra điện)

- Lợi ích của năng lượng sinh khối: lợi ích kinh tế và lợi ích môi trường Lợi ích kinh tế: phát triển nông thôn là một trong những lợi ích chính của việc phát triển NLSK, tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động (sản xuất, thu hoạch ) Thúc đẩy sự phát triển công nghiệp năng lượng, công nghiệp sản xuất các thiết bị chuyển hóa năng lượng.v.v… Giảm sự phụ thuộc vào dầu, than, đa dạng hóa nguồn cung cấp nhiên liệu Lợi ích môi trường: Đây là một nguồn năng lượng khá hấp dẫn với nhiều ích lợi to lớn cho môi trường do NLSK có thể tái sinh được; NLSK tận dụng chất thải làm nhiên liệu Do đó nó vừa làm giảm lượng rác vừa biến chất thải thành sản phẩm hữu ích Đốt sinh khối cũng thải ra CO2 nhưng mức S và tro thấp hơn đáng kể so với việc đốt than bitum Ta cũng có thể cân bằng lượng CO2 thải vào khí quyển nhờ trồng cây xanh hấp thụ chúng Vì vậy, sinh khối lại được tái tạo thay thế cho sinh khối đã sử dụng nên cuối cùng không làm tăng CO2 trong khí quyển

- Như vậy, phát triển NLSK làm giảm sự thay đổi khí hậu bất lợi, giảm hiện tượng mưa axit, giảm sức ép về bãi chôn lấp v v

- Tuy nhiên, loại nhiên liệu này liên quan đến việc khai thác rừng và gây ảnh hưởng xấu tới môi trường qua việc thiêu huỷ chất thải

2.2.2 Phân loại theo mức độ ô nhiễm môi trường

- Năng lượng sạch là những năng lượng không gây ô nhiễm môi trường Có thể kể ra những loại năng lượng sạch: năng lượng nguyên tử, năng lượng mặt trời, năng lượng sức gió, năng lượng thuỷ triều, năng lượng sức nước… [4]

Hình 2.13: Dự án năng lượng sạch tại Trường Sa

(http://www.vi.bk-idse.com/vi/tin-tuc-su-kien/40-tin-tren-bao-bk/284-phat-trien-nang-luong-tai-tao-de-tiem-nang-som-thanh-hien-thuc.html)

- Năng lượng gây ô nhiễm môi trường là loại năng lượng khi sử dụng sẽ có những tác động xấu đối với môi trường: các dạng năng lượng hoá thạch, năng lượng lòng đất [4]

2.3 Vai trò của năng lượng đối với đời sống con người

2.3.1 Vai trò của năng lượng đối với thế giới hiện đại

- Trong lịch sử phát triển của loài người, năng lượng luôn đóng một vai trò quan trọng Năng lượng là một trong những nguyên nhân của các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật Năng lượng quyết định tiềm năng, mức độ và nhịp độ phát triển của một nền kinh tế

- Trong một trăm năm cuối cùng của thiên niên kỷ thứ hai, loài người đã khai thác và sử dụng năng lượng nhiều hơn 19 thế kỷ trước cộng lại 95% trong số đó

là năng lượng hóa thạch Việc sử dụng quá nhiều năng lượng hóa thạch nẩy sinh hai vấn đề làm đau đầu các nhà hoạch định chính sách năng lượng: đó là sự cạn kiệt của các nguồn năng lượng hóa thạch và các vấn đề liên quan đến môi trường

- Các nhà khoa học dự báo, trong thế kỷ 21 con người chưa cần lo lắng về việc cạn kiệt các nguồn năng lượng hóa thạch Trữ lượng dầu mỏ của thế giới còn khoảng 140 tỷ tấn, trữ lượng than đá khoảng 15,000 tỷ tấn và trữ lượng khí đốt khoảng 600,000 tỷ m3

- Nhưng các tác hại đến môi trường do việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch đang là một vấn đề toàn cầu Sản phẩm của quá trình đốt cháy các nhiên liệu

có nguồn gốc hữu cơ được thải trực tiếp vào bầu khí quyển Trong số đó có nhiều chất thải tồn tại dưới dạng khí, quan trọng nhất là CO2 Mỗi năm các chất thải từ nhiên liệu hóa thạch đã đưa thêm 25 tỉ tấn CO2 vào khí quyển Các nhà khoa học đều công nhận, việc gia tăng khí CO2 là nguyên nhân trực tiếp gây nên hiệu ứng nhà kính, là nguyên nhân nóng lên của trái đất và các hiện tượng biến đổi khí hậu khác

- Các chuyên gia khí hậu cũng cảnh báo, các thay đổi lớn về khí hậu sẽ dẫn đến sự xáo trộn bầu sinh quyển của trái đất (chênh lệnh nhiệt độ quá lớn giữa các khu vực của trái đất, bão lớn, nước biển dâng cao, lũ lụt, hạn hán…) sẽ là nguyên nhân phá hoại sản xuất nông nghiệp và điều kiện sinh sống của con người nhiều nơi trên trái đất

- Cùng với hai vấn đề lớn về sử dụng năng lượng hóa thạnh trên còn có một vấn đề về nhu cầu sử dụng năng lượng của con người Các nước kém phát triển với gánh nặng dân số và yêu cầu phát triển kinh tế, có nhu cầu sử dụng rất lớn nguồn năng lớn Và điều quan trọng là các nguồn năng lượng này phải rẻ tiền và không phụ thuộc quá nhiều vào các nước giầu tài nguyên năng lượng, các nước công nghiệp phát triển

- Với những lý do trên, việc tìm ra một nguồn năng lượng mới, thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch là một yêu cầu cấp thiết Con người cần đưa vào sử dụng gấp những công nghệ năng lượng mới, tạo ra ít khí thải như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, địa nhiệt…

- Nhưng thực tế nghiên cứu cho thấy, khả năng thay thế của các nguồn năng lượng này trong thời gian tới còn rất hạn chế Giống như các nguồn năng lượng thay thế đang hướng tới, năng lượng hạt nhân cũng không tạo ra các khí thải gây tác động đến khí hậu trái đất, và hiện tại là giải pháp duy nhất đáp ứng một cách ổn định nhu cầu năng lượng khổng lồ của con người

2.3.2 Vai trò của năng lƣợng đối với Việt Nam

- Đảm bảo các hoạt động cho sinh hoạt, sản xuất, hoạt động dịch vụ

- Việt Nam nằm trong khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, với tốc độ tăng trưởng bình quân hằng năm khoảng 7.5%, tốc độ tiêu thụ điện tăng 14% năm Theo các nhà hoạch định chính sách năng lượng Việt Nam thì với tốc độ tăng trưởng kinh tế

và điện năng đó, đến năm 2020, Việt Nam cần 200 tỷ kWh

- Cũng theo tính toán của các nhà hoạch định chính sách, nếu huy động tất

cả các nguồn lực nội địa, thì cũng chỉ đạt được khoảng 165 tỷ kWh Trong đó, thủy điện – 58 tỷ kWh, nhiệt điện, khí đốt – 78 tỷ kWh, nhiệt điện than – 37 tỷ kWh, các nguồn năng lượng mới – 2 tỷ kWh Như vậy còn thiếu khoảng 35 tỷ kWh phải nhập khẩu Đứng về mặt an ninh năng lượng điều này không phải là giải pháp tối ưu, và phụ thuộc quá nhiều vào các yếu tố thời tiết, trữ lượng các nguồn năng lượng hóa thạch…

Hình 2.14: Biểu đồ dự đoán sự phát triển điện Việt Nam giai đoạn 2006 – 2025 tính

rất quan tâm đến dự án này [7]

2.3.3 Vai trò của năng lượng đối với đời sống con người

- Năng lượng cần cho sự sống của con người: đem lại sự sống cho con người, vạn vật; phục vụ các nhu cầu thiết yếu: sưởi ấm, nấu chín thức ăn, thắp sáng, sử dụng phương tiện giao thông… Đảm bảo các hoạt động cho sinh hoạt, sản xuất, hoạt động dịch vụ

- Năng lượng là thành tố không thể thiếu trong hoạt động sản xuất: công nghiệp (xăng dầu được coi là "máu" của công nghiệp), nông nghiệp, giao thông vận tải

2.4 Tình hình khai thác tài nguyên năng lượng và ảnh hưởng đối với môi trường

- Tổ tiên của chúng ta đã biết sử dụng lửa từ hàng trăm nghìn năm trước Khi con người còn sinh hoạt trong hang động thì lửa được sử dụng để chiếu sáng, sưởi

ấm và nấu nướng Nguồn năng lượng động lực trong thời kỳ đó là sức người và gia

súc Sau đó, nhờ sử dụng lửa, tổ tiên chúng ta đã làm ra được đồ gốm và các công cụ bằng kim loại Với những công cụ đó, con người đã thực hiện được các hoạt động sản xuất như canh tác, trồng trọt và chăn nuôi, qua đó các cộng đồng xã hội được hình thành Có thể nói rằng lửa chính là xuất phát điểm của nền văn minh nhân loại

- Vào cuối thể kỷ 18, máy hơi nước dùng nhiên liệu than đá được phát minh

ở Anh Từ đó, cuộc cách mạng về năng lượng động lực bùng nổ và dẫn đến cuộc cách mạng công nghiệp Hơn nữa, với kỹ thuật của động cơ đốt trong và sử dụng điện ở thế

kỷ 19, nhiều phát minh có tính bước ngoặt đã ra đời, đẩy mạnh sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tạo ra một xã hội phong phú và tiện lợi như ngày nay [8]

(a) Nhật

(b) Pháp

(c) Mỹ Hình 2.15: Biểu đồ biểu diễn các nguồn nhiên liệu sản xuất điện của vài nước trên thế

giới hiện nay (a) Nhật; (b) Pháp; (c) Mỹ

(http://gafin.vn/2011031603295831p0c32/dien-hat-nhan-cung-cap-30-nang-luong-tai-nhat.htm)

- Hiện tại, ở các nước phát triển tiên tiến, tiêu thụ năng lượng bình quân trên đầu người cao hơn 50 lần so với xã hội cổ đại và cao hơn 10 lần so với thời điểm trước cuộc cách mạng công nghiệp

- Thế nhưng từ giữa thế kỷ 20, nhu cầu sử dụng năng lượng tăng lên một cách nhanh chóng, đây là nguyên nhân khiến chúng ta không thể thờ ơ với vấn đề ô nhiễm môi trường trái đất Hơn nữa, dân số tăng lên càng làm tăng thêm lo lắng về sự cạn kiệt của tài nguyên năng lượng

- Để duy trì cuộc sống văn minh của mình, con người cần sử dụng năng lượng, nhưng đã đến lúc chúng ta cần phải xem xét lại mối quan hệ giữa năng lượng

và môi trường

2.4.1 Tình hình khai thác các nguồn tài nguyên năng lƣợng

- Sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên năng lượng do sự khai thác không hợp lí: cạn kiệt các nguồn tài nguyên năng lượng hoá thạch, gỗ, củi…

-Ví dụ: tại Việt Nam, tổn thất trong khai thác dầu khí là 50-60%, than hầm

lò là 40-60% còn trong chế biến vàng là 60-70% Đây chỉ là ba trong những con số đau xót về tình trạng lãng phí sử dụng tài nguyên và nhiên liệu, nguyên liệu đầu vào của các ngành sản xuất Việt Nam đã được công bố tại hội thảo "Phát triển bền vững ngành và doanh nghiệp" sáng 10/9/2004 tại Hà Nội